低频正弦激励下变压器油隙相对介电常数的测试方法

摘要

本发明公开了一种低频正弦激励下变压器油隙相对介电常数的测试方法。首先通过测试得到温度T下变压器油隙的直流电导率σ₀，变压器油隙中离子迁移率μ，变压器油隙的厚度L，施加低频正弦激励的角频率ω，然后将上述测得的数据代入至相关公式中进行处理，最后得到低频正弦激励下变压器油隙的相对介电常数。本发明方法能够在有效地计算出低频正弦激励下变压器油隙相对介电常数的基础上，还能够反映低频正弦激励下变压器油隙的电极极化参数。

主权项

一种低频正弦激励下变压器油隙相对介电常数的测试方法，油纸绝缘系统频域介电响应测试中获取低频正弦激励下变压器油隙的相对介电常数及油隙电极极化参数，其特征在于，包含以下步骤：1.1在测试温度T下由设置在实验装置内的传感器传入如下数据：变压器油隙的直流电导率σ₀，变压器油隙中离子迁移率μ，变压器油隙的厚度L；测量得到施加低频正弦激励的角频率ω；1.2将上述测试得到的数据输入到计算单元中的模型(1)中，得到低频正弦激励下变压器油隙的相对介电常数：$\left\{\begin{array}{c}{ϵ}_r^{\prime }\left(\omega \right)={{ϵ}_f}^{\prime }+\frac{{ϵ}_{r}L{({\mathrm{q\sigma }}_0^3\mu kT/2{ϵ}_r{ϵ}_0)}^{1/2}-2{\sigma }_0{\mathrm{\mu kTϵ}}_r}{2{\sigma }_0\mu kT+{\omega }^2{L}^2{ϵ}_r{ϵ}_{0}q}\\ {ϵ}_r^{\prime \prime }\left(\omega \right)={{ϵ}_f}^{\prime \prime }+\frac{{\sigma }_0{\mathrm{\omega L}}^2{\mathrm{qϵ}}_r/2-{ϵ}_r\omega L{\left(2{\sigma }_0{\mathrm{\mu kTϵ}}_r{ϵ}_{0}q\right)}^{1/2}}{2{\sigma }_0\mu kT+{\omega }^2{L}^2{ϵ}_r{ϵ}_{0}q}\end{array}\right.---\left(1\right)$式中，q为单位电荷带电量，k＝1.38×10^‑23J/K为玻尔兹曼常数，ε_r＝2.2为变压器油工频相对介电常数，ε₀＝8.85×10^‑12F/m为真空介电常数，ε′_f、ε″_f分别为施加正弦激励的频率f＝0.1Hz时变压器油隙的相对介电常数实部、相对介电常数虚部，ε′_r(ω)、ε″_r(ω)分别为角频率为ω的低频正弦激励下变压器油隙的相对介电常数实部、相对介电常数虚部，T为测试温度，σ₀为变压器油隙的直流电导率，μ为变压器油隙中离子迁移率，L为变压器油隙的厚度，ω为施加低频正弦激励的角频率；1.3将1.2所得数据在计算单元中的模型(2)中，得到的数据代入下式则可得低频正弦激励下变压器油隙电极极化的弛豫时间τ_EP与电极极化极化层厚度L_D：$\left\{\begin{array}{c}{\tau }_{EP}=L{\left(\frac{{ϵ}_r{ϵ}_{0}q}{2{\sigma }_0\mu kT}\right)}^{1/2}\\ L_D={\left(\frac{2{ϵ}_r{ϵ}_{0}kT\mu }{{\mathrm{q\sigma }}_0}\right)}^{1/2}\end{array}\right.---\left(2\right);$式中，q为单位电荷带电量，k＝1.38×10^‑23J/K为玻尔兹曼常数，ε_r＝2.2为变压器油工频相对介电常数，ε₀＝8.85×10^‑12F/m为真空介电常数，T为测试温度，σ₀为变压器油隙的直流电导率，μ为变压器油隙中离子迁移率，L为变压器油隙的厚度，ω为施加低频正弦激励的角频率1.4将1.2和1.3步骤所得输出至后续处理单元或结果显示单元。